對(duì)“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

山東 丁文才

“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”是人教版生物必修1第2章第1節(jié)《細(xì)胞中的元素和化合物》中的實(shí)驗(yàn)，其目的是使學(xué)生在掌握構(gòu)成細(xì)胞的主要有機(jī)物的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生嘗試用化學(xué)試劑檢測(cè)生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。

1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的原因

1.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯且存在安全隱患

教材中關(guān)于檢測(cè)生物組織中脂肪的實(shí)驗(yàn)材料是花生種子。筆者按照教材要求進(jìn)行了預(yù)實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，教學(xué)效果不理想。由于花生種子不容易切片，且剛剛進(jìn)入高中的學(xué)生切片技能不熟練，導(dǎo)致花生種子的切片薄厚不均勻、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、成功率較低，且學(xué)生在切片過(guò)程中存在安全隱患。

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程煩瑣

本實(shí)驗(yàn)要檢測(cè)的有機(jī)物種類有3類，但有若干種生物檢測(cè)材料；本實(shí)驗(yàn)又屬于探究實(shí)驗(yàn)，因此，課堂教學(xué)任務(wù)重，學(xué)生操作過(guò)程中往往出現(xiàn)手忙腳亂，難以完成全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)效果一般。

1.3 實(shí)驗(yàn)效果不方便教學(xué)

學(xué)生在進(jìn)行顯色觀察時(shí)，教師不方便指導(dǎo)教學(xué)。特別是教師在查看觀察結(jié)果和進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，必須逐個(gè)查看；并且學(xué)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不方便分享、交流，因此，教師必須要進(jìn)行單獨(dú)指導(dǎo)，教學(xué)任務(wù)大、教學(xué)效果一般、教學(xué)效率低。

2.實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

2.1 實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)

2.1.1 還原糖鑒定實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)

筆者按照教材要求準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料蘋果，經(jīng)過(guò)洗凈、削皮、切塊、研磨、過(guò)濾等步驟獲得蘋果勻漿，大約需要5 min的時(shí)間，耗時(shí)費(fèi)力，得到的蘋果勻漿只有10 mL，并且獲得的蘋果勻漿在5 min后就會(huì)變成棕黃色，干擾了對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。通過(guò)查閱資料得知，蘋果勻漿變色的原因是蘋果中含有多酚類物質(zhì)，同時(shí)含有氧化酶，在氧化酶催化下的多酚可被空氣中的氧氣氧化為褐色和黑色的醌類化合物。

另外，筆者在查閱資料的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)葡萄和荔枝中還原糖含量很高。經(jīng)過(guò)不斷地嘗試，發(fā)現(xiàn)葡萄汁的提取方法更加簡(jiǎn)單（選取一顆葡萄，撕去外表皮，用一小塊紗布包裹果肉，再稍加擠壓，即可獲得接近無(wú)色的葡萄組織液，收集在小燒杯中）。一顆葡萄大約能提取3 mL葡萄汁，由于其中還原糖含量高，可稀釋10倍至30 mL待用。實(shí)驗(yàn)成本低，且實(shí)驗(yàn)效果非常好。

2.1.2 脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)

富含脂肪的材料都可以作為本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料，如花生種子、蓖麻種子、豬油等。筆者考慮到本實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入高中階段剛剛接觸的第一個(gè)正規(guī)實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)降低實(shí)驗(yàn)的難度來(lái)提高學(xué)生對(duì)生物的興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的信心，因此決定用取材更方便、操作更簡(jiǎn)單、成功率更高、安全性更強(qiáng)的豬油作為脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料。

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)，降低了實(shí)驗(yàn)操作的難度；鼓勵(lì)學(xué)生自帶實(shí)驗(yàn)材料，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的探究性。從課堂實(shí)驗(yàn)后的教學(xué)效果調(diào)查來(lái)看，這種改進(jìn)不僅節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，也在一定程度上提高了學(xué)生對(duì)生物的興趣，教學(xué)效果較好。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn)

2.2.1 顯微鏡的改進(jìn)

學(xué)生在進(jìn)行脂肪的檢測(cè)與鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要使用顯微鏡進(jìn)行觀察。教師在查看觀察結(jié)果和進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，必須逐個(gè)查看、指導(dǎo)。這種教學(xué)方式工作量大，教學(xué)效率低。為改變這種教學(xué)方式，嘗試將智能手機(jī)應(yīng)用于顯微鏡的觀察中。

利用手機(jī)支架將手機(jī)固定在顯微鏡的目鏡上（見(jiàn)圖1），打開(kāi)手機(jī)攝像頭，調(diào)整鏡頭至正好可以觀察到顯微鏡的物象為止。將裝片固定在顯微鏡上，調(diào)整顯微鏡，即可通過(guò)手機(jī)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（見(jiàn)圖2），拍照、保存實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過(guò)顯微鏡和智能手機(jī)的重新組合有利于教師的教學(xué)和學(xué)生的展示交流。

圖1

圖2

2.2.2 互動(dòng)課堂的構(gòu)建

學(xué)生利用智能手機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以利用微信傳輸?shù)诫娔X的屏幕上，然后在投影儀的屏幕上呈現(xiàn)出來(lái)。教師可以對(duì)學(xué)生的觀察結(jié)果進(jìn)行及時(shí)、有針對(duì)性的指導(dǎo)，并且使其他學(xué)生間接地獲得知識(shí)和技能?；?dòng)課堂的構(gòu)建有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果的展示交流和教師指導(dǎo)教學(xué)。

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的互動(dòng)性，體現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)理念。從課堂實(shí)驗(yàn)后的教學(xué)效果調(diào)查來(lái)看，這種改進(jìn)可以大大提高教學(xué)效率，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。

3.其他改進(jìn)

為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究性，筆者鼓勵(lì)學(xué)生自帶實(shí)驗(yàn)材料，如礦泉水、雪碧、冰糖雪梨等飲料。學(xué)生根據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)方式探究不同實(shí)驗(yàn)材料中有機(jī)物的種類，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫在課前發(fā)放的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中（表1）。

表1 實(shí)驗(yàn)報(bào)告表

筆者在講授這節(jié)課時(shí)發(fā)現(xiàn)，教材要求的加熱方式為水浴加熱，溫度為50～65℃。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)熱水浴加熱可以縮短還原糖顏色變化的時(shí)間。筆者經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在80～90℃的熱水浴下實(shí)驗(yàn)效果最佳，顏色變化時(shí)間為40 s，而溫水浴加熱的顏色變化時(shí)間為2 min。利用熱水浴加熱可以明顯縮短實(shí)驗(yàn)的顯色時(shí)間，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的效率。

因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用到酒精燈，所以在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前就要強(qiáng)調(diào)酒精燈的使用規(guī)范和安全問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不規(guī)范的操作行為要及時(shí)糾正。

通過(guò)對(duì)原有實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能夠起到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的目的，有助于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性，有助于提高學(xué)生的參與意識(shí)，對(duì)于學(xué)生獲取生物知識(shí)與技能、滲透勇于探索及實(shí)事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度都有很大的好處，更加有助于提高學(xué)生的生物核心素養(yǎng)及中學(xué)生核心素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生提出的很多問(wèn)題也是教師不斷進(jìn)步的動(dòng)力源泉。